支架强度计算

支护强度计算方法**支护强度P1003***估算法：p=(6~8)×9.8rMcos∮(kn/㎡)r：顶板容重,t/M3M：采高,m∮：倾角,°中等稳定、中等坚固一般取6~8采高，不稳定顶板最高取9~11 折算法：p=n'P'（kn/㎡）n'：支护密，根/㎡P'：支架平均最大工作阻力，kn/根花草滩支护强度计算（1）估算法计算P=M×γ×n×cosα×9.8×103 /（K-1）=2.5×2.4×2.0×cos20°×9.8×103/（1.4-1）=0.276 MPa式中：P——支架单位面积上应有的工作阻力（即支护强度），Pa；K——顶板岩石碎胀系数，取1.4；n——考虑支架受力不均衡的安全系数，取2.0；M——主采煤层平均采高，3.0m；γ——顶板岩石平均容重，取2.4t/m3；α——煤层综采平均倾角（°）。

（2）经验公式计算P=N×M×γ×cosα×9.8×103=（6~8）×2.5×2.4×cos20°×9.8×103=0.33~0.44MPa式中：N—支架荷载相当于采高岩重的倍数，对中等稳定顶板取6~8；α—煤层倾角；其它参数同上。

结论：支架支护强度应不小于上述两式计算结果的最大值。

2、工作阻力P=N×M×F×γ×9.8×103=6.0×2. 5×5.2×1.5×2.4×9.8×103=2752kN式中：F——支架的支护面积，F=L×bL——支架控顶距，m；b——支架中心距，m；经计算，综采面采煤机配用过风断面较大，性能参数适应本矿条件的ZZ4200/15/32型支撑掩护式液压支架，其支撑高度1.5～3.2m、工作阻力4200kN、支架的支护强度为0.7~0.8 MPa。

**支护强度P1003***估算法：p=(6~8)×9.8rMcos∮(kn/㎡)r：顶板容重,t/M3M：采高,m∮：倾角,°中等稳定、中等坚固一般取6~8采高，不稳定顶板最高取9~11折算法：p=n'P'（kn/㎡）n'：支护密，根/㎡P'：支架平均最大工作阻力，kn/根花草滩支护强度计算（1）估算法计算P=M×γ×n×cosα×9.8×103 /（K-1）=2.5×2.4×2.0×cos20°×9.8×103/（1.4-1）=0.276 MPa式中：P——支架单位面积上应有的工作阻力（即支护强度），Pa；K——顶板岩石碎胀系数，取1.4；n——考虑支架受力不均衡的安全系数，取2.0；M——主采煤层平均采高，3.0m；γ——顶板岩石平均容重，取2.4t/m3；α——煤层综采平均倾角（°）。

（2）经验公式计算P=N×M×γ×cosα×9.8×103=（6~8）×2.5×2.4×cos20°×9.8×103=0.33~0.44MPa式中：N—支架荷载相当于采高岩重的倍数，对中等稳定顶板取6~8；α—煤层倾角；其它参数同上。

结论：支架支护强度应不小于上述两式计算结果的最大值。

2、工作阻力P=N×M×F×γ×9.8×103=6.0×2. 5×5.2×1.5×2.4×9.8×103=2752kN式中：F——支架的支护面积，F=L×bL——支架控顶距，m；b——支架中心距，m；经计算，综采面采煤机配用过风断面较大，性能参数适应本矿条件的ZZ4200/15/32型支撑掩护式液压支架，其支撑高度1.5～3.2m、工作阻力4200kN、支架的支护强度为0.7~0.8 MPa。

三铰支架强度计算三铰支架（双铰链）设计要求是根据三铰杆在两个轴上的位置，可以改变其旋转方向。

在建筑设计中，为了使其各轴能够相互相对地协调转动，因此设计中通常将转角矩较大的转角结构，称为三铰杆或三铰铰臂结构。

双铰支架的主要特征就是转角变化。

三铰链结构的主要特征就是转角的变化，转角越大，三铰链结构的抗弯强度就越大，结构抗剪强度也就越大，这也就是常说的“刚度大”或“抗剪能力强”；而如果两个轴间没有转角，则三铰链结构是没有抗弯强度的。

如果三铰支架不转角，那么三铰链结构可以满足三种强度要求：承受轴力（拉力）、承载扭矩（剪力）与纵向剪力（拉力）。

其中承载扭矩的剪力是指通过铰链来传递的压力；而纵向剪力是通过三铰链来传递到铰链轴上的压力。

转角结构对三铰链结构有很大影响，转角越大强度越低。

但由于转角量小，因此仅能有限地减小转动扭矩，所以用扭断螺栓连接起来的结构较少，一般为简单型。

在单支承结构中转角为45°时：单铰支架设计极限压力应不小于20 MPa。

1、计算过程在上述公式中，支座受力分析为：支座侧力为，在支座轴线处施加静载荷的静力作用下，支座所受拉力为。

根据《建筑抗震设计规范》(GB50010-2006)要求，该类型构造宜采用矩形截面，所受拉、压、剪、弯三种力矩作用于中心线，因此矩形截面所受拉力为有限元分析参数。

对矩形截面三铰安装节点进行有限元分析。

根据结构截面尺寸和轴向变形大小进行相应计算系数。

根据结构力学理论，当转角值越大，三铰结构转角的强度和刚度就越大。

但是对同一建筑结构不同受力情况下，当转角值不到某一极限值时，结构强度并不会随转角增大，而是随着轴向变形增大而减小；当转角达到某一极限值时，结构强度就会增加，但此时受力情况已经非常严重。

所以采用有限元分析方法进行分析计算，是很好的选择方法。

2、三铰链的结构特点与应用三铰链的主要特点是：承载扭矩大，抗剪能力强，旋转方向灵活。

当一个支架用于大跨度构件时，它可以承受纵向剪力，能承受弯曲应力，同时还能承受水平力。

2、支架支护强度的选择
根据我国多年来放顶煤开采的实践和理论总结，综采放顶煤支架工作阻力有多种计算方法，设计根据经验并参考类似开采条件下矿井的压力显现情况，采用其中的统计类比法和实测统计法对支架工作阻力进行计算，取其大值对液压支架进行选型。

①按统计类比法计算综放支架工作阻力
据经验统计，综采放顶煤支架支护阻力与煤层采深、煤层强度成正比，与放顶煤高度成反比，根据经验公式：
P=k（1939+2.1H+471f+155/M d）
式中：
P—支架承受的荷载，kN；
k—支架安全系数，取1.2；
H—煤层采深，m；
f—煤层普氏硬度系数，取2.0；
M d—工作面放顶煤高度，23-25号煤层分层开采，每层厚17.03/2=8.52m，割煤厚2.6m，则放顶煤厚度为5.92m。

P=1.2×（1939+2.1×250+471×2.0+155/5.92）=4119kN
②按实测统计法计算综放支架工作阻力
P＝（325×M0.21）S
式中：
P——支架承受的荷载，kN；
S——支架支护的顶板面积，按8.0m2计；
M——煤层开采最大高度，取8.52m。

P=（325×8.520.21）×8.0=4077kN
根据上述两种方法计算，所选综采放顶煤支架的工作阻力不应低
于4119kN。

引言根据我国矿山煤层的复杂特点及生产效率、生产安全等多方面的要求，特别提出本设计方案。

本设计针对减少投资、方便使用、能够同时用于综采放顶煤工作面、综采面及高档普采面等的端头支护设备进行校核，为液压控制系统的设计提供主要的理论依据。

以往的大型端头液压支架，沿地板前移，庞大的底座掩护梁及连杆组成了端头支架的大部分质量，也占用了端头巷道的大部分空间，必须扩大巷道才能够前移。

本设计针对这种情况提出设计思想。

在具体设计方面涉及到端头支架的主要设计参数，包括支护强度、初撑力，顶梁长度的调高范围、支架伸缩比、支护强度等的确定。

托臂、立柱及推拉千斤顶位置的确定；支架的主要部件如顶梁、托臂、立柱、柱鞋等的设计。

通过对各个部件的受力分析进而对顶梁强度、托臂强度、导向杆强度、立柱强度和销轴和耳座的强度进行校核。

液压支架设计一概述1 液压系统简介液压传动控制是工业中经常用到的一种控制方式，它采用液压完成传递能量的过程。

液压传动利用这种元件来组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成在液压支架的研制、实验过程中，各构件的强度计算是极为必要的在结构设计，主要有顶梁、立柱杆端位置确定，同时对顶梁、托臂、导向杆、立柱、等进行全面分析校核，确定有效断面尺寸，还要按原煤炭部标准的各种加载方式。

液压传动所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是说，液体各处的压强是一致的，这样，在平衡的系统中，比较小的活塞上面施加的压力比较小，而大的活塞上施加的压力也比较大，这样能够保持液体的静止。

液压执行元件是用来执行将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置，液压控制元件用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小进行预期的控制，以满足特定的工作要求。

2设计思想目前国内研制的液压支架主要用在下端头，主要功能是维护好巷道和回采工作面交叉口处的顶板，协调该处排头支架，工作面运输机，顺槽转载机等设备之间的位置和配套关系；支撑掩护式端头液压支架特点是体积庞大，部件相对较多，材料要求相对较高，控制系统相对复杂，材料消耗多，增加了制造的成本，性价比相对低。

支架强度计算支架是安装从下端到上端高度为4m以下的太阳能电池阵列时使用。

计算因从支架前面吹来（顺风）的风压及从支架后面吹来（逆风）的风压引起的材料的弯曲强度和弯曲量，支撑臂的压曲（压缩）以及拉伸强度，安装螺栓的强度等，并确认强度。

（1）结构材料选取支架材料，确定截面二次力矩I M和截面系数Z。

（2）假象载荷1）固定荷重（G）组件质量（包括边框）G M +框架自重G K1+其他G K2固定载荷G=G M+ G K1+ G K22）风压荷重（W）（加在组件上的风压力（W M）和加在支撑物上的风压力（W K）的总和）。

W=1/2×（C W×σ×V02×S）×a×I×J3）积雪载荷（S）。

与组件面垂直的积雪荷重。

4）地震载荷（K）。

加在支撑物上的水平地震力5）总荷重（W）正压：5）=1）+2）+3）+4）负压：5）=1）-2）+3）+4）载荷的条件和组合（3）悬空横梁模型（4）A-B间的弯曲应力顺风时A-B点上发生的弯曲力矩：M1=WL2/8应力σ1=M1/Z（5）A-B间的弯曲（6）B-C间的弯曲应力和弯曲形变（7）C-D间的弯曲应力和弯曲形变（8）支撑臂的压曲（9）支撑臂的拉伸强度（10）安装螺栓的强度基础稳定性计算1、风压载荷的计算2、作用于基础的反作用力的计算3、基础稳定性计算当受到强风时，对于构造物基础要考虑以下问题：①受横向风的影响，基础滑动或者跌倒②地基下沉（垂直力超过垂直支撑力）③基础本身被破坏④吹进电池板背面的风使构造物浮起⑤吹过电池板下侧的风产生旋涡，引起气压变化，使电池板向地面吸引对于③～⑤须采用流体解析等方法才能详细研究。

研究风向只考虑危险侧的逆风状态以下所示为各种稳定条件：a．对滑动的稳定平时：安全率F s≥1.5；地震及暴风时：安全率F s≥1.2b．对跌倒的稳定平时：合力作用位置在底盘的中央1/3以内时地震及暴风时：合力作用位置在底盘的中央2/3以内时c．对垂直支撑力的稳定平时：安全率F s≥3；地震及暴风时：安全率F s≥2附件1：△风荷载计算△（1）设计时的风压载荷W=C w×q×A w（作用于阵列的风压载荷公式）式中W——风压荷重C w——风力系数q ——设计用速度压（N/m2）A w——受风面积（m2）（2）设计时的速度压q=q0×a×I×J式中q——设计时的速度压（N/m2）q0——基准速度压（N/m2）a——高度补偿系数I——用途系数J——环境系数1）基准速度压。

桥架支架制作与安装计算公式
1、桥架支架的制作计算公式
（1）支架高度计算公式：支架高度=桥面高度-沿线高度-垂直曲线高度-超高（若有）。

（2）支架间距计算公式：支架间距=桥跨长度/支架数量-1。

（3）支架型钢截面面积计算公式：截面面积=支架负荷/（材料强度系数×安全系数）。

（4）支架负荷计算公式：支架负荷=自重+桥面系自重+行车荷载+附加荷载。

（5）支架材料强度系数计算公式：材料强度系数=材料屈服强度/安全系数。

2、桥架支架的安装计算公式
（1）支架安装高度计算公式：支架安装高度=支架高度-支架型钢高度。

（2）支架型钢高度计算公式：型钢高度=型钢截面面积/型钢宽度。

（3）支架垂直度计算公式：支架垂直度=（支架高度A-支架高度B）/支架间距×100%。

（4）支架水平度计算公式：支架水平度=（支架安装高度A-支架安装高度B）/支架间距×100%。

（5）支架固定力矩计算公式：固定力矩=支架质量×支架安装高度×重力加速度×支点距离。

计算书DN600空调水管支架强度校核1、受力分析图由∑MA＝0和∑MB＝02、DN600空调冷冻水两根，查表可知，DN600为500Kg/m，2根为1000Kg/m支架按6米一个计算，每组支架承重6000Kg = 60000N 考虑管内水的波动性，粘滞阻力，压力传递不均匀性对支架的综合影响，取综合系数K1＝1.2;考虑现场环境之震动及风动的影响，支架本身的不均匀性，取综合系数：K2＝1.23、受力分析：按附图支架详图，及图1～3中的受力分析：p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*60000/2=43200NFay=Fby=p=43200N4、吊杆强度计算使用公式 An≧1.5N/0.85fQ235钢材 f取钢材强度设计值200N/mm²(KPa)An≧1.5*43200N/0.85*200N/mm²An≧381mm²An≧3.81cm²10#槽钢截面积为12.74cm²，故10#槽钢吊杆足以满足5、14a#横担强度校核从图3中可以看出，最大弯距Mmax= pa =43200*400=17280000N·mm等截面的14＃槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处横担抗弯强度计算公式：1.5My/ryWny≦0.85fWny 截面对Y轴的净截面抵抗距 14a#槽钢取80.5cm³碳素钢屈强比为 0.6-0.65 取小值0.6，σs/σb=0.6σb=235/0.6=390N/mm2 f=390N/mm21.5My/ryWny≦0.85f1.5*17280000N·mm/1.02*80.5*10m³mm²≦0.85*390N/mm²315N/mm²≦331.5N/mm²故可用。

光伏支架强度计算
一、材料的强度和稳定性分析
光伏支架的材料通常采用钢材或铝材。

在强度分析中，需要确定材料的屈服强度、抗拉强度和屈服应变等参数。

这些参数可以通过实验测定、材料数据库或相关标准来获取。

稳定性分析主要考虑支架在长期荷载作用下的变形和失稳问题。

稳定性分析可以采用数值分析方法，如有限元方法或桁架模型等。

二、荷载分析
光伏支架所承受的荷载包括静载荷和动载荷。

静载荷主要包括光伏组件的重量和风载荷。

光伏组件的重量可以根据其尺寸和材料密度来计算。

风载荷的计算需要考虑到光伏组件的安装方式、区域风速等因素。

动载荷主要包括地震荷载和雪载荷。

地震荷载需要根据当地地震设计规范来计算。

雪载荷需要根据当地气候条件、雪的密度和厚度来计算。

三、刚度分析
在光伏支架的设计中，还需要进行刚度分析。

刚度分析可以用来确定支架在荷载作用下的位移和变形。

刚度分析需要考虑到支架的结构形式和材料性质等因素。

对于大型光伏电站的支架，还需要考虑其整体稳定性和刚度均衡性。

综上所述，光伏支架强度计算是一个综合性的工作，需要考虑材料的强度和稳定性、荷载分析以及刚度分析等因素。

这些计算结果可以指导光伏支架的设计和安装，确保其在使用过程中的稳定性和安全性。

光伏支架强度计算对于光伏电站的建设和运行具有重要的意义。

通过科学合理的强
度计算，可以降低光伏电站的建设成本，提高光伏电站的发电效率，并且延长设备的使用寿命。